一種改進型非火工點式分離裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種非火工點式分離裝置，本發明能夠替代傳統火工分離裝置應用于火箭級間分離、星箭連接的分離、衛星上大型天線展開、太陽帆板展開等領域，以使得分布于分離的兩體接觸面上的裝置或者設備能夠實現連接及分離。
【背景技術】
[0002]點式分離裝置能夠應用于火箭級間分離、星箭連接的分離、衛星上大型天線展開、太陽帆板展開等分布于分離的兩體接觸面上的裝置或者設備，以實現連接及分離。
[0003]目前公知的點式分離裝置主要使用火工品，如爆炸螺栓、火工螺母、火工鎖等產品。其中，如火工螺母工作原理是:鎖緊時螺栓與分離螺母連接，分離時通電引爆分離螺母內部燃料，使其迅速由鎖緊狀態分開，釋放螺栓;又如火工鎖主要包括電連接器、活塞、加載螺母連接桿等，其工作原理是:以內部爆炸作用力推動可滑動活塞，使相關連接部位完全脫離。但是上述火工分離裝置均存在對結構的沖擊載荷大，火藥燃燒或爆炸會產生有害氣體、碎片等污染空間環境，不可重復使用、不便于進行實驗驗證，不易儲存等的缺陷。
[0004]同時也可采用非火工分離裝置，非火工分離裝置多使用形狀記憶合金絲作為觸發源將分離螺母與螺栓驅動分離，如QWKNUT分離螺母，鎖緊時卡銷限制轉輪旋轉，滾柱在機架與分離螺母之間并與轉輪內側凹槽角度交錯，滾柱約束分離螺母徑向分離使其實現鎖緊。分離時驅動源驅動卡銷動作，解除轉輪周向限制，使其在其他外力作用下旋轉一定角度，滾柱落入轉輪凹槽中，分離螺母失去徑向約束，分離螺母分離并釋放螺栓，完成解鎖。但是基于形狀記憶合金的分離裝置多存在形狀記憶合金絲自身電阻較小，較熱效率低，響應時間長、結構復雜等缺陷。
【發明內容】
[0005]鑒于已有技術存在的缺陷，本發明的目的是要提供一種改進型非火工點式分離裝置，該分離裝置具有結構簡單、反應速度快及分立時間短等優點。
[0006]為了實現上述目的，本發明的技術方案:
[0007]—種改進型非火工點式分離裝置，其特征在于:
[0008]所述分離裝置包括分別設置于待分離體接觸端兩端，用于將待分離體相互連接為一體式結構的分離端及捕獲端；
[0009]所述分離端設置于待分離體接觸端任意一端，所述分離端包括:
[0010]設置于待分離體接觸端任意一端且具有分離端連接框通孔的分離端連接框，
[0011]設置于所述分離端連接框上的失電電磁鐵，
[0012]設置于所述分離端連接框端面中心位置處、用于容納外轉盤的外殼，該外殼具有供外轉盤臂穿出并橫向移動一定距離的外殼通孔，
[0013]設置于所述外殼內且通過自所述外殼通孔穿出的外轉盤臂連接失電電磁鐵的外轉盤，該外轉盤具有容納內轉盤的外轉盤內徑并沿所述外轉盤內徑圓周方向均布若干滾柱容納凹槽，該滾柱容納凹槽具有向弧形腔延伸且始終與所述滾柱相切的斜面以及能夠部分地容納所述滾柱的弧形腔，
[0014]纏繞于所述外轉盤外側并預留一定扭力的扭簧，該扭簧一端與外轉盤臂固連，另一端固定于分離端連接框上的扭簧固定孔內，
[0015]套裝于所述外轉盤內徑中的內轉盤，該內轉盤具有容納分離螺母的內轉盤內徑并沿所述內轉盤圓周方向均布若干與所述滾柱容納凹槽數量一致的插槽結構，
[0016]若干部分插裝于各插槽結構中的滾柱，并使得每一滾柱在所述外轉盤未旋轉時，均設置于所述外轉盤內徑與分離螺母之間，同時在所述外轉盤在扭簧驅動下旋轉過一定角度時，能夠在分離螺母橫向作用力下被擠入各所述滾柱容納凹槽中，進而失去對分離螺母的限位作用，
[0017]由若干分離部件組成的且具有容納螺栓的螺母內徑的分離螺母，各分離部件相互獨立且僅在各滾柱限位作用下能夠構成完整的螺母結構，以使得各分離部件所構成的螺母結構能夠在所述外轉盤在扭簧驅動下旋轉過一定角度時，以使得各分離部件所構成的螺母結構能夠在所述外轉盤在扭簧驅動下旋轉過一定角度時，在彈性部件及預緊力在作用下相互分離，
[0018]以及依次穿過捕獲端連接框、分離端連接框通孔以及分離螺母，且與分離螺母之間具有一定預緊力的螺栓，所述螺栓一端通過彈性部件抵靠于所述分離端的外殼內壁上，另一端固定于所述捕獲端連接框上；
[0019]所述捕獲端通過所述捕獲端連接框設置于待分離體接觸端另一端。
[0020]進一步的，所述失電電磁鐵通過L形支架安裝于所述分離端連接框上。
[0021 ]進一步的，所述彈性部件優選采用橡膠壓片。
[0022]進一步的，所述分離端連接框具有能夠部分容納外轉盤的同心圓槽，且該同心圓槽與分離端連接框通孔同心，以克服分離裝置在安裝時無法將外轉盤定心的缺陷。
[0023]進一步的，所述捕獲端包括:
[0024]設置于待分離體接觸端另一端端面的捕獲端連接框；
[0025]設置于所述捕獲端連接框上且具有內部容納腔的套筒；
[0026]設置于所述內部容納腔內，用于供在預緊力作用下，自所述分離端彈出的螺栓穿過并緩沖所述螺栓彈出速度的內襯；
[0027]以及設置于所述內襯下端，用于與所述內襯相互配合捕獲穿過所述內襯的螺栓的橡膠墊，即使得穿過所述內襯的螺栓在橡膠墊與內襯之間震蕩，完成螺栓捕獲過程。
[0028]優選的，所述內襯中心位置處開有供在預緊力作用下，自所述分離端彈出的螺栓穿過的十字形開孔，內襯上開有一十字形開孔的設計，能夠使得使離后具有一定速度的螺栓穿過，并不能輕易自十字形開孔彈出內部容納腔。
[0029]與現有技術相比，本發明的有益效果:
[0030]1.本裝置不需要火工品，大大降低了對裝置整體結構的沖擊，同時具有易儲存，不會產生有害氣體、碎片等污染環境等優點;且可重復使用，并能夠對產品進行實驗驗證。
[0031]2.本裝置使用失電電磁鐵作為控制裝置，反應靈敏，通電極短時間內便可完成對外轉盤臂的釋放，且所需電壓僅為24V;不通電時可緊緊吸住外轉盤臂，實現鎖緊，節省能源。
[0032]3.本裝置使用扭簧作為驅動源，相比于形狀記憶合金，不需加熱，反應速度快，產生的驅動力大且使得分離裝置更容易克服零件間存在的摩擦力。
[0033]4.本裝置以外轉盤旋轉的方式實現解鎖，以滾動摩擦代替滑動摩擦，降低了解鎖所需的驅動力矩，使所需的扭簧剛度更低。
[0034]5.本裝置的捕獲端通過一個內襯和一個橡膠墊相互配合可以有效對螺栓完成捕獲并緩沖，降低了分離過程螺栓對結構的沖擊。
[0035]6.通過設置滾柱容納凹槽，使得外轉盤獲得一定大小的扭矩，從而克服裝置解鎖時外轉盤旋轉的摩擦力，使裝置的分離性能更加可靠。
【附圖說明】
[0036]圖1為本發明所述分離裝置整體裝配示意圖；
[0037]圖2為本發明所述分離裝置局部剖視圖；
[0038]圖3為本發明所述分離裝置外轉盤結構示意圖；
[0039]圖4為本發明所述分離裝置內轉盤結構示意圖；
[0040]圖5a、圖5b為本發明所述分離裝置外轉盤、滾柱及內轉盤排布結構示意圖；
[0041 ]圖6為本發明所述分離裝置分離端連接框結構示意圖；
[0042]圖7為本發明所述分離裝置捕獲端局部剖視圖。
[0043]圖中:1、失電電磁鐵，2、分離端連接框，3、L形支架，4、外轉盤，41、外轉盤連接臂，42、外轉盤內徑，43、滾柱容納凹槽，431、斜面，432、弧形腔，5、扭簧，6、內轉盤，61、插槽結構，7、分離螺母，8、滾柱，9、捕獲端連接框，10、螺栓，11、彈性部件，12、外殼，13、橡膠墊，14、套筒，15、內襯，16、扭簧固定孔，17、分離端連接框通孔，18、同心圓槽。
【具體實施方式】
[0044]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖，對本發明進行進一步詳細說明。
[0045]本發明所述非火工點式分離裝置包括分離端及捕獲端，兩者分別設置于待分離體接觸端兩端，用以將待分離體相互連接為一體并在失電電磁鐵通電時完成分離;其工作原理:鎖緊時:在扭簧預緊力作用下，螺栓對分離螺母有徑向分力作用，使其有徑向位移的趨勢，而螺栓對分離螺母的徑向分力通過滾柱傳遞到外轉盤上，又因為外轉盤與滾柱接觸處為一斜面，所以滾柱作用在外轉盤上的力不是向心的，則使滾柱對外轉盤的合力產生逆時針方向扭矩，該力矩會平衡掉一部分摩擦力。整個裝置在磁鐵和扭簧作用下平衡，實現鎖緊;分離時:失電電磁鐵通電，失電電磁鐵失磁，因而對外轉盤臂的吸附力消失，使得外轉盤能夠在扭簧驅動下旋轉過一定角度，安裝于外轉盤內徑與分離螺母之間的各滾柱被擠入外轉盤的滾柱容納凹槽中，隨著各滾柱失去對分離螺母的限位，使得螺栓在彈性部件作用下彈出完成分離;彈出的螺栓沖過捕獲端中內襯的十字形開孔，并使其在橡膠墊與內襯之間震蕩，直至能量被吸收完全，以實現捕獲及緩沖全部過程。
[0046]具體的，如圖1-圖2所示，所述分離端設置于待分離體接觸端任意一端(通常來說設置于如圖1所示的上端)，所述分離端包括:
[0047]設置于待分離體接觸端任意一端的分離端連接框2;該分離端連接框2具有便于外轉盤定心以使得螺栓能夠正常分離的同心圓槽18以及分離端連接框通孔17，以克服本非火工點式分離裝置在安裝時無法將外轉盤定心，即不能保證外轉盤與分離端連接框上的通孔同心，可能會導致分離時螺栓與分離端連接框掛住，裝置無法正常解鎖的缺陷；
[0048]設置于所述分離端連接框2上的失電電磁鐵I，所述失電電磁鐵I通過L形支架3安裝于所述分離端連接框2上，該失電電磁鐵I連接可控通斷的直流電源，在未通電時，能夠吸附連接于其上的外轉盤臂41，在通電時，失電電磁鐵I消磁，因而失去對外轉盤臂41吸附力，外轉盤臂41能夠在預留一定扭力的扭簧驅動下，在外殼通孔內橫向移動一定距離；
[0049]設置于所述分離端連接框端面中心位置處、用于容納外轉盤的外殼12，該外殼12具有供外轉盤